近距離放療劑量學基礎課件

第二章近距離放療劑量學基礎第一節(jié)概述

2010年是近距離放療開展第110周年，在過去的110年中近距離放療作為放射治療的一個重要組成部分，涉及多種解剖部位癌瘤的治療，如皮膚、腦、頭頸、眼、口腔、食管、肺、乳腺、胰腺、膽管、軟組織、直腸、尿道、前列腺、婦癌(宮頸、宮體、陰道、外陰)等施治技術可歸納為以下5種腔內(intracavitary)管內(intraluminal)組織間植入(interstitial)術中(intraopera!：ive)體表敷貼(suffacemould)。近距離放療的模式按劑量率大小劃分成以下幾個區(qū)段和類別：

低劑量率(LDR)指參考點劑量率限定在O．4～2Gy／h中劑量率(MDR)為2~12Gy／h高劑量率(HDR)大于12Gy／h脈沖劑量率(PDR)指劑量率在1～3Gy／h常用放射源鈷Co-60銫Cs-137銥Ir-192等碘I-125锎Cf-252根據源的置放方式分為有手工和“后裝(afterloading)”兩種方式：手工操作大多限于低劑量率和易于防護的放射源；“后裝”技術則是指先將施用器(applicator)置放于接近腫瘤的人體天然腔、管道或將空心針管植入瘤體，再導入放射源的技術，多用于計算機程控近距離放療沒備。永久植入盡管是一項傳統(tǒng)技術，但由于在治療前列腺腫瘤方面頗為成功，以及源的不斷改進和更新，使其仍然占有一席。特別是近幾年，放射性粒子植入被外科醫(yī)生炒的火熱。

在我國，近距離放療始于20世紀40年代，由上海鐳錠醫(yī)院開創(chuàng)了鐳療的先河。在隨后的50年中，基本上同步于國際上放射源和設備的發(fā)展，但臨床應用主要限于婦癌治療。近距離放療的放射源放射性1896年物理學家亨利·貝克勒爾(HenriBecquerel)首先發(fā)現(xiàn)了物質的放射性即元素的原子核釋放輻射線的過程。這種輻射以粒子形式，或者以電磁輻射形式，甚至是二者兼而有之的形式發(fā)生。衰變與放射源的活度衰變常數(shù)(λ)放射性衰變在數(shù)學上定義為單位時間內衰變的原子數(shù)放射源的活度(activity)放射性物質的活度定義為源在t時刻衰變率(decay：rate)，密封源的外觀活度半衰期(HVL)和平均壽命(Ta)放射性物質的半衰期T1/2定義為放射活度或放射性原子數(shù)量衰減到初始值之半所需用的時間，放射性核素的質放射性核素射線的質量用核素符號、半衰期和輻射線的平均能量三要素表示。如鈷Co-60的HVL=5．24年，γ輻射線平均能量為1．25MeV。源的強度單位活度的放射源在單位距離處的劑量率源的強度與源的活度是兩個既有關聯(lián)性，又有區(qū)別的概念，歷史上居里(Ci)曾作為源強的單位，源強越強、居里數(shù)值大，體現(xiàn)在單位時間衰變的次數(shù)也高經典婦瘤(宮頸癌)劑量學及發(fā)展婦癌腔內放療可追溯到20世紀初，并于1920年分別在斯德哥爾摩和巴黎鐳療中心形成系統(tǒng)斯德哥爾摩系統(tǒng)曼徹斯特系統(tǒng)紐約系統(tǒng)斯德哥爾摩系統(tǒng)斯德哥爾摩系統(tǒng)源強總量10～140mgRa，而巴黎系統(tǒng)只有60mgRa，所以前者治療時間每次1天，共兩次，間隔3周；而后者每次需要兩天。曼徹斯特系統(tǒng)還確立了處方劑量點的概念，并把它定義在相對施源器的解剖結構上A-B點系統(tǒng)，它被廣為采用并沿用至今治療分次劑量為4000R，共治療兩次，中間休息4～7天，A點劑量率約為57R／h，陰道源對A點劑量貢獻僅占總量40％，B點劑量約為／4點的l／3等。紐約系統(tǒng)計算機在臨床劑量學的應用使人們的注意力更多的轉移到靶區(qū)及鄰周正常組織的劑量監(jiān)控上，紐約系統(tǒng)就是在這一需求下發(fā)展起來的ICRu38號報告建議ICRU38號報告力圖使宮頸癌治療技術及專業(yè)名詞規(guī)范化，除確定靶區(qū)和治療區(qū)外，ICRU還定義了，參考體積的概念，即參考等劑量面包羅的體積。參考劑量值對低劑量率(O．4～2Gy／h)治療為60Gy；對高劑量率治療為相應的(<60Gy)等效生物劑量值。參考體積由劑量分布反映的長(dl)、寬(dw)、高(dh)確定(圖2—2—4)，當采用內外照射綜合治療時，參考劑量60Gy應扣除外照射劑量，點劑量除包括人體器官和近源位置的監(jiān)控外，還涉及骨結構，其中：直腸劑量參考點(R)為陰道容器軸線與陰道后壁交點后0．5cm處；膀胱劑量參考點(BL)為仰位投影片造影劑積聚的最低點，即Foley氣囊的中心。腹主動脈旁，髂總和外髂淋巴結參考點與Fletcher淋巴的梯形區(qū)(Lymphatictrapezoid)定義一致(圖示2—2—5)傳統(tǒng)組織間插植的巴黎劑量學系統(tǒng)及步進源等效模擬巴黎系統(tǒng)的劑量學原則:1．布源規(guī)則巴黎劑量學系統(tǒng)(Parisdosimetrysystem，PDS)要求植入的放射源無論是銥絲還是等距封裝在塑管中的串源(ribbon)均呈直線型、彼此相互平行、各線源等分中心位于同一平面、各源相互等間距、排布呈正方形或等邊三角形、源的線性活度均勻且等值、線源與過中心點的平面垂直(圖2—2—6)。2．源尺寸及布局與靶區(qū)的對應關系

參考圖2—2—6，其中s是源(針管)間距，ml和ms是安全邊界(safetymatgin)：單平面插植中ml是參考等劑量線與外側針管的間距；多平面插植中ms是中心橫斷面上參考等劑量線與外側針管的間距的平均值。步進源劑量學方法

步進源劑量學系統(tǒng)(steppingsourcedosimetrysystem，SSDS)是荷蘭物理學家RobVanderLaarse歸納的方法，它作為巴黎劑量學系統(tǒng)(PDS)的擴展，在保留巴黎系統(tǒng)基本布源規(guī)范的同時，充分利用步進源可靈活設置駐留時間的特點，對劑量分布做優(yōu)化處理：1．各駐留位照射時間不再相等，而是中間偏低，外周加長，從而使沿縱向排布的基準點串列獲得近似相同的劑量。2．活性長度不僅沒必要超出靶區(qū)長度，甚至較靶區(qū)長度更短(一般／AL=L-1．0cm)。3．參考劑量與基準劑量的關系仍然維持RD=0．85BD的關系施治技術（一）腔內、管內照射技術該技術的特點是利用人體自身天然腔體和管道置放施源器，治療諸如宮頸癌、鼻咽癌、食管癌、主支氣管肺癌、直腸癌及陰道癌等。（二）組織間插植照射和模板技術組織間插植照射是指預先將空心針管植入靶區(qū)瘤體后，再導入步進源進行照射，其劑量分布直接受針管陣列的影響（三）手術中置管術后照射手術中將治療管置于病變區(qū)術后將后裝源放入后裝源治療（四）敷貼治療(mould)（五）立體定向組織間插植碘-125粒子植入應該屬于組織間插植，有術中插植，經皮穿刺插植近距離放療臨床劑量學步驟一、療前準備、施用器置放及護理措施二、靶區(qū)定位、施源器及解剖結構的空間重建三、劑量參考點的設置四、計算源在各個駐留位的照射時間和優(yōu)化處理